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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Umrichter zum Zuführen
von Leistung zu einer induktiven Last, wobei der Umrichter einen
FET in zumindest einem der Hauptschaltungs-Schaltelemente verwendet.
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Hintergrundstand der Technik
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In
den letzten Jahren sind MOSFETs, wie zum Beispiel ein Supersperrschicht-MOSFET,
hoch effizient mit einem niedrigen An-Widerstand entwickelt worden.
Darüber hinaus ist herkömmlicher Weise ein Umrichter
zum Antreiben einer induktiven Last vorgeschlagen worden, wobei
der Umrichter einen MOSFET als ein Schaltelement verwendet, das
in einer Inverterschaltung innerhalb des Umrichters bereitgestellt
wird (siehe
Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. Hei 10-327585 und hiernach bezeichnet als die „Offizielles
Amtsblatt – Official Gazette", wenn erforderlich).
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In
dem Umrichter in diesem Vorschlag sind Umkehrspannungs-Anlegschaltungen
jeweils bereitgestellt, um einen Verlust zu verringern, der von
einem Umkehrstrom verursacht wird, der gemäß dem AN/AUS
eines MOSFET, der als ein Schaltelement dient, in einer parasitären
Diode erzeugt wird (eine Diode, die natürlicherweise auf
einer Schaltung auf Grund der Struktur des MOSFETs erzeugt wird),
die antiparallel mit dem MOSFET verbunden ist. Wenn nämlich
einer der MOSFETs sich von AN zu AUS ändert, legt diese
Umkehrspannungs-Anlegschaltung eine Umkehrspannung an die parasitäre
Diode vor der AN-Zeitsteuerung des anderen FETs an, der mit dem
vorherigen MOSFET gepaart ist. Die angelegte Umkehrspannung basiert
auf einem Ansteuersignal, das durch Kombinieren eines PWM-(Pulsweitenmodulation – Puls
Width Modulation)-Grundsignal mit einem AUS-Signal des MOSFETs erzeugt
wird, von dem die Umkehrspannung angelegt wird, wobei das PWM-Grundsignal
durch Vergleichen eines Dreieckswellenformsignals mit einem Referenzsignal
erzeugt wird, wobei das Referenzsignal auf einer Referenzfrequenz
und einer Referenzspannung basiert.
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Offenbarung der Erfindung
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In
dem oben beschriebenen offiziellen Amtsblatt werden ein Signal,
das durch Verarbeiten des PWM-Grundsignals erhalten wird und ein
Schaltsignal nach einer Verzögerung zum Verhindern eines gleichzeitigen
AN der Schaltelemente für die Erzeugung eines Ansteuersignals
für die Umkehrspannungsanlegung verwendet.
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Jedoch
kann gewöhnlicher Weise aufgrund einer Beziehung zwischen
der Pulsweite des PWM-Grundsignals und der Verzögerungszeit
einer Verzögerungsschaltung das Ansteuersignal für
ein Anlegen der Umkehrspannung nicht erfolgreich erzeugt werden.
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Diese
Situation wird genauer beschrieben. 13 ist
ein Zeitdiagramm, das den AN- oder AUS-Zustand jedes Signals zeigt,
das basierend auf dem PWM-Grundsignal erzeugt wird, das aus einem Referenzsignal
und einem Dreieckswellenformsignal erzeugt wird. Bezugszeichen von „t1"
bis „t6" werden den jeweiligen Pulsen des PWM-Grundsignals
gegeben. In diesem Zeitdiagramm wird jeweils ein Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen
als ein „Oberarm" und ein „Unterarm" bezeichnet
und ein „Oberarm-Schaltsignal" und ein „Unterarm-Schaltsignal" sind
Signale, die ausgegeben werden, um die jeweiligen MOSFETs anzusteuern,
die Schaltelemente sind. Darüber hinaus sind ein „Oberarm-Umkehrspannungsanlegsignal"
und ein „Unterarm- Umkehrspannungsanlegsignal" Signale,
die ausgegeben werden, um Schaltelemente anzuweisen (hiernach bezeichnet
als die „Umkehrspannungs-Anlegschaltelemente"), die Umkehrspannungen
anzulegen, wobei die Schaltelemente jeweils in der Umkehrspannungs-Anlegschaltung
bereitgestellt sind und die Umkehrspannung an ihre entsprechende
parasitäre Diode anlegen.
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Wenn
das PWM-Grundsignal, wie oben im Zeitdiagramm aus 13 gezeigt,
erzeugt wird, wird eine bestimmte Verzögerung nach dem
Oberarm-Schaltsignal zum Ansteuern des MOSFETs der Oberarm-Änderungen
von AN zu AUS bereitgestellt und dann wird, wie als die durchgezogene
Linie a gezeigt, die Umkehrspannung an die parasitäre Diode des
MOSFETs des Oberarms angelegt (das Oberarm-Umkehrspannungsanlegsignal
wird eingeschaltet). Darüber hinaus wird in ähnlicher
Weise, nachdem sich das Unterarm-Schaltsignal zum Ansteuern des
MOSFETs des Unterarms von AN zu AUS ändert, wie durch die
durchgezogene Linie b gezeigt, die Umkehrspannung an die parasitäre
Diode des MOSFETs des Unterarms angelegt (das Unterarm-Umkehrspannungsanlegsignal
wird eingeschaltet).
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Falls
ein AN-Signal gleichzeitig an ein Paar von MOSFETs angelegt wird,
die auf den Ober- und Unterarmen bereitgestellt sind, wird das Paar
von MOSFETs normalerweise kurzgeschlossen. Aus diesem Grund verzögert
eine Verzögerungsschaltung das tatsächliche AN-Signal
des MOSFETs von dem PWM-Grundsignal um eine vorbestimmte Zeit (hiernach
wird diese Zeit als eine „Totzeit" oder eine „Verzögerungszeit"
bezeichnet und diese Zeitbreite wird als „td" bezeichnet),
um die Zeitsteuerung des AN-Signals zu verschieben, das an jeden
der Ober- und Unterarme angelegt wird. Wie durch die gepunktete Linie
c aus 13 gezeigt, wird, falls die
Pulsweite des PWM-Grundsignals kleiner als die Zeitbreite td der
Totzeit ist (siehe einen Puls „t5" in dem PWM-Grundsignal),
das AN-Signal zum Ansteuern des Unterarms nicht erzeugt. Jedoch
wird gewöhnlicher Weise die Zeitsteuerung für
eine Änderung von AN zu AUS des Schaltelementes nach einer
Verzögerung grundsätzlich als die Basis für
das Signal zum Anlegen der Umkehrspannung verwendet. Wenn demgemäß das
Unterarm-Schaltsignal AUS bleibt, wird das Unterarm-Umkehrspannungsanlegsignal, das
unter der Voraussetzung ausgegeben werden soll, dass das Unterarm-Schaltsignal
sich von AN zu AUS geändert hat, nicht erzeugt (dies ist
mit der gepunkteten Linie in dem „Unterarm-Umkehrspannungsanlegsignal"
aus 13 gezeigt) und daher wird die Umkehrspannung
nicht an die parasitäre Diode des MOSFETs des Unterarms
angelegt. Aus diesem Grund ist es unmöglich, den Umkehrstrom
zu steuern, der bei dieser Zeitsteuerung erzeugt wird und in die
parasitäre Diode fließt.
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Bemerke,
dass das in dem oben beschriebenen offiziellen Amtsblatt beschriebene
System ein Signal, das durch Verarbeiten (Verzögern) des PWM-Grundsignals
und ein Schaltsignal für das Schaltelement verwendet werden,
wobei das Schaltsignal nach einer Verzögerung erhalten
wird, um das Signal zum Anlegen der Umkehrspannung zu erzeugen.
Jedoch ist es in diesem Dokument unklar, wie das verarbeitete PWM-Grundsignal
zu erzeugen ist und daher ist es nicht offensichtlich, ob das System den
oben-beschriebenen Zustand behandeln kann oder nicht, in dem das
Schaltsignal des Schaltelements nicht ausgegeben wird.
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Darüber
hinaus werden anders als das oben-beschriebene Problem, dass das
Schaltsignal zum Anlegen der Umkehrspannung nicht erfolgreich aufgrund
der Beziehung zwischen der Pulsweite des PWM-Grundsignals und der
Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung erzeugt
werden kann, unten ebenso weitere Probleme dargestellt.
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Wenn
zum Beispiel der Tastgrad des PWM-Grundsignals sich 0% annähert,
wird die AN-Zeit des Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes größer
als die AN-Zeit des Hauptschaltungs-Schaltelementes (FET), so dass
ein verschwenderischer Umkehrstrom fließen kann.
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Falls
darüber hinaus die Umkehrspannungs-Anlegschaltung als eine
Logik-Schaltung ohne ein Einschließen eines Mikrocomputers
konfiguriert ist, wie in dem oben beschriebenen offiziellen Amtsblatt,
ist es dann beim Durchführen einer Kurzschlussprüfung
oder Ähnlichem schwierig, getrennt zu bestimmen, ob jedes
des Hauptschaltungs-Schaltelementes und der Umkehrspannungs-Anlegschaltung
eine Abnormalität aufweist oder nicht. Falls darüber
hinaus versucht wird, dies getrennt zu bestimmen, ist die Hinzufügung
einer neuen Schaltung erforderlich, was nicht praktisch ist.
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Die
vorliegende Erfindung ist durchgeführt worden, um die oben-beschriebenen
Probleme zu lösen und es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Umrichter bereitzustellen, der in der Lage ist,
sicher eine Umkehrspannungs-Anlegschaltung zu betreiben, selbst
falls die Pulsweite eines PWM-Grundsignals kürzer als die
Totzeit ist. Darüber hinaus ist es ein anderes Ziel der
vorliegenden Erfindung, einen Umrichter bereitzustellen, der in
der Lage ist, einen verschwenderischen Stromfluss zu verhindern,
der von der Tatsache verursacht sein könnte, dass ein Signal,
das an eine parasitäre Diode angelegt wird, AN bleibt,
obwohl das Ansteuersignal eines Hauptschaltungs-Schaltelementes
bereits AUS ist. Darüber hinaus ist es noch ein anderes
Ziel der vorliegenden Erfindung einen Umrichter bereitzustellen,
der in der Lage ist, eine Abnormalitätsdiagnose eines Hauptschaltungs-Schaltelementes
und einer Umkehrspannungs-Anlegschaltung getrennt während
einem Starten einer Inverterschaltung durchzuführen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt hinsichtlich einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Umrichter: ein Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen,
die mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sind und die Leistung
zu einer induktiven Last durch eine AN/AUS-Ansteuerung zuführen, wobei
zumindest eines des Paares einen FET umfasst; eine Diode, die antiparallel
mit jedem des Paares von Hauptschaltungs-Schaltelementen verbunden
ist; eine Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung, die eine Umkehrspannung,
die niedriger als eine Spannung der Gleichstromleistungsquelle ist, an
die Diode anlegt, die antiparallel mit dem FET verbunden ist; eine
erste PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung, die ein erstes PWM-Grundsignal
zum AN/AUS-Ansteuern des Paares von Hauptschaltungs-Schaltelementen
erzeugt; eine zweite PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung, die
ein zweites PWM-Grundsignal mit einer Phasenvorauseilung in Bezug
auf das erste PWM-Grundsignal erzeugt; und eine Einzelschusspuls-erzeugende
Vorrichtung, die ein Umkehrspannungs-Anlegsignal basierend auf dem
zweiten PWM-Grundsignal erzeugt, wobei das Umkehrspannungs-Anlegsignal
zum Ansteuern der Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung für einen
vorbestimmten Zeitraum dient.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt hinsichtlich der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung umfasst ein Umrichter: ein Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen,
die mit einer Gleichspannungsquelle verbunden sind und die Leistung
zu einer induktiven Last durch eine AN/AUS-Ansteuerung zuführen,
wobei zumindest eines des Paares einen FET umfasst; eine Diode,
die antiparallel mit jedem des Paares von Hauptschaltungs-Schaltelementen verbunden
ist; eine Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung, die eine Umkehrspannung,
die niedriger als eine Spannung der Gleichstromleistungsquelle ist, an
die Diode anlegt, die antiparallel mit dem FET verbunden ist; eine
Schaltsignal-erzeugende Vorrichtung, die ein Schaltsignal des Paares
von Hauptschaltungs-Schaltelementen basierend auf einem PWM-Grundsignal
erzeugt, um das Paar der Hauptschaltungs-Schaltelemente AN/AUS-anzusteuern; eine
Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung, die ein Umkehrspannungs-Anlegsignal
zum Betreiben der Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung bei einer vorbestimmten
Zeitsteuerung erzeugt und eine Signalkorrekturvorrichtung zum Empfangen
eines Umkehrspannungs-Anlegsignals und eines Schaltsignals an den
FET, an den eine Umkehrspannung basierend auf dem Umkehrspannungs-Anlegsignal
angelegt wird und weiter zum Ausgeben des eingegebenen Umkehrspannungs-Anlegsignals
wie dieses ist, wenn das Schaltsignal AUS ist und Ausschalten des
eingegebenen Umkehrspannungs-Anlegsignals, wenn das Schaltsignal
AN ist
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das einen Umrichter in einer ersten
Ausführungsform zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Mikrocomputers in
der ersten Ausführungsform zeigt.
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3 ist
ein Zeitdiagramm, das die Wellenformen von Signalen zeigt, die in
dem Mikrocomputer erzeugt werden.
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4 ist
ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das einen Umrichter in einer zweiten
Ausführungsform zeigt.
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5 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Mikrocomputers in
der zweiten Ausführungsform zeigt.
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6 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung
in der zweiten Ausführungsform zeigt.
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7 ist
ein Zeitdiagramm, das Umkehrspannungs-Anlegsignale vor und nach
einer Korrektur von der Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung
in der zweiten Ausführungsform zeigt.
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8 ist
ein Gesamtkonfigurationsdiagramm, das einen Umrichter in einer dritten
Ausführungsform zeigt.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Teils eines Mikrocomputers
in der dritten Ausführungsform zeigt.
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10 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Teils eines Mikrocomputers
in einer vierten Ausführungsform zeigt.
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11 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Teils eines Mikrocomputers
in einer fünften Ausführungsform zeigt.
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12A ist ein Flussdiagramm, das ein Bestimmungsverfahren
in der fünften Ausführungsform zeigt.
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12B ist ein Flussdiagramm, das das Bestimmungsverfahren
in der fünften Ausführungsform zeigt.
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13 ist
ein Zeitdiagramm, das Signale zeigt, die an ein Hauptschaltungs-Schaltelement
und eine parasitäre Diode in einer herkömmlichen
Ausführungsform angelegt werden.
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Beste Ausführungsform
der Erfindung
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Hiernach
wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
im Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Wie
in 1 gezeigt, ist in einem Umrichter 1,
der die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
betrifft, eine Inverterschaltung 3 in Serie mit einer Leistungsquellleitung
einer Gleichspannungsquelle 2 verbunden und eine induktive
Last 4, wie zum Beispiel ein Motor, ist zum Beispiel mit
der Ausgangsseite der Inverterschaltung 3 verbunden.
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Mit
der Inverterschaltung 3 sind Oberseitenelement-MOSFETs 5u bis 5w und
Unterseitenelement-MOSFETs 5x bis 5z, die Hauptschaltungs-Schaltelemente
sind, in einer Dreiphasen-Brückenkonfiguration verbunden.
Hier bilden die MOSFETs 5u und 5x, die MOSFETs 5v und 5y und
die MOSFETs 5w und 5z jeweils ein Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen.
Der MOSFET 5 umfasst einen Supersperrschicht-MOSFET. Dioden
(parasitäre Dioden) 6u bis 6w und 6x bis 6z sind
antiparallel zwischen einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss
der MOSFETs 5u bis 5w bzw. 5x bis 5z verbunden.
Bemerke, dass obwohl diese Schaltelemente einen MOSFET mit niedrigem
An-Widerstand umfassen, einer der MOSFETs jeden Paares der Hauptschaltungs-Schaltelemente
ein IGBT sein kann und dass es in jenem Fall vorzuziehen ist, dass das
Oberseitenelement ein IGBT ist und das Unterseitenelement ein MOSFET
ist.
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An
einem Gate-Anschluss jedes Hauptschaltungs-Schaltelementes 5 sind
jeweils Ansteuervorrichtungen 16u bis 16z bereitgestellt,
so dass jedes Hauptschaltungs-Schaltelement 5 von einer
Ausgabe der Ansteuervorrichtung 16 basierend auf einem Schaltsignal
AN/AUS-angesteuert wird, das von einem Mikrocomputer 13 an
jedes Hauptschaltungs-Schaltelement 5 ausgegeben wird.
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Mit
den Dioden 6u bis 6w und 6x bis 6z sind jeweils
Umkehrspannungs-Anlegschaltungen 7u bis 7w und 7x bis 7z als
die Umkehrspannungs-Anlegvorrichtungen verbunden. Die Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 umfasst
eine Niederspannungs-Gleichspannungsquelle 8 mit einer
niedrigeren Spannung als die Gleichspannungsquelle 2, während
in den Umkehrspannungs-Anlegschaltungen 7x bis 7z eine
Niederspannungs-Gleichspannungsquelle 8x geteilt wird.
Die Niederspannungs-Gleichspannungsquelle 8 ist zwischen
dem Source-Anschluss und dem Drain-Anschluss der MOSFETs 5u bis 5w bzw. 5x bis 5z verbunden.
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Widerstände 9u bis 9w und 9x bis 9z sind
in Serie mit der Niederspannungs-Gleichspannungsquelle 8 der
Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 verbunden und darüber
hinaus sind Kondensatoren 10u bis 10w und 10x bis 10z parallel
verbunden. Der Widerstand 9 wird bereitgestellt, um einen
Stromstoß zu verhindern, der mit dem Laden des Kondensators 10 verknüpft
ist. Darüber hinaus sind Umkehrspannungs-Anlegschaltelemente 11u bis 11w und 11x bis 11z und
Dioden 12u bis 12w und 12x bis 12z zum Verhindern
eines Umkehrstroms an der Leistungsquellleitung der Niederspannungs-Gleichspannungsquelle 8 verbunden.
Hier wird für das Umkehrspannungs-Anlegschaltelement 11 ein
MOSFET mit einem geringen Leistungsverbrauch passend verwendet.
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Schaltsignale,
die von dem Mikrocomputer 13 ausgegeben werden, werden
an die Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 über Einzelschusspuls-erzeugende
Vorrichtungen 14u bis 14w und 14x bis 14z bzw.
Gate-ansteuernde Vorrichtungen 15u bis 15w und 15x bis 15z zugeführt.
Diese Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtungen 14 und
Gate-ansteuernden Vorrichtungen 15 führen ein
AN-Signal zu dem Umkehrspannungs-Anlegschaltelement 11 in einer
bestimmten Verzögerung zu, nachdem sich das Schaltsignal
von AN zu AUS ändert und halten diese für eine
vorbestimmte kurze Zeit eingeschaltet und schalten diese danach
aus. Als ein Ergebnis kann das Umkehrspannungs-Anlegschaltelement
eine Umkehrspannung an die (parasitäre) Diode 6 über
einen Zeitraum anlegen, bevor und nachdem ein MOSFET, der mit dem
entsprechenden MOSFET gepaart ist, sich von AUS zu AN ändert.
Als ein Ergebnis kann ein Umkehrstrom, der in die (parasitäre)
Diode fließt, die antiparallel mit dem MOSFET verbunden
ist, unterdrückt werden.
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Der
Mikrocomputer 13 ist mit der Inverterschaltung 3 verbunden über:
Ausgangsanschlüsse xA, uA, vC, yC, wE und zE zum Ausgeben
der Schaltsignale, die an jedes Hauptschaltungs-Schaltelement 5 einer
U-Phase bis W-Phase und X-Phase bis Z-Phase angelegt werden; und
Ausgabeanschlüsse xB, uB, yD, vD, zF und wF zum Ausgeben
von Signalen, die die Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 über
die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 14 und Gate-ansteuernde
Vorrichtung 15 einer U-Phase bis W-Phase und X-Phase bis
Z-Phase ansteuern.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst der Mikrocomputer 13,
um die Schaltsignale zu erzeugen, die an die Hauptschaltungs-Schaltelemente
angelegt werden: eine Referenzsignal-erzeugende Vorrichtung 13a zum
Erzeugen eines Referenzsignals; eine erste Dreieckswellenformsignal-erzeugende
Vorrichtung 13ba zum Erzeugen eines Dreieckswellenformsignals
mit einem vorbestimmten Zyklus; eine erste PWM-Grundsignal-erzeugende
Vorrichtung 13c, die eine Ausgabe der Referenzsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13a und eine Ausgabe der ersten Dreieckswellenformsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13ba empfängt und ein PWM-Grundsignal
erzeugt (hiernach bezeichnet als das „erste PWM-Grundsignal"), das
als die Basis zum Erzeugen von Schaltsignalen dient; eine invertierende
Vorrichtung 13ec, an die das erste PWM-Grundsignal eingegeben
wird; und Verzögerungsvorrichtungen 13ea, 13eb.
Die Ausgaben der Verzögerungsvorrichtung 13ea, 13eb in
der letzten Stufe dienen als die Schaltsignale zum Ansteuern der
Hauptschaltungs-Schaltelemente.
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Darüber
hinaus umfasst der Mikrocomputer 13, um ein PWM-Grundsignal
(hiernach bezeichnet als ein „zweites PWM-Grundsignal"),
das als ein Auslöser des Umkehrspannungs-Anlegsignal dient,
das an die Umkehrspannungs-Anlegschaltelemente 11 angelegt
wird: eine zweite Dreieckswellenformsignal-erzeugende Vorrichtung 13bb,
die eine Dreieckswellenform mit dem gleichen Zyklus wie jene der Dreieckswellenform
ausgibt, die die erste Dreieckswellenformsignal-erzeugende Vorrichtung 13ba ausgibt
und ebenso eine Phase aufweist, die um eine vorbestimmte Zeit vorauseilt;
eine zweite PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung 13d,
die ein Ergebnis des Vergleichs in einer Höhe zwischen dem
Referenzsignal, das von der Referenzsignal-erzeugenden Vorrichtung 13a ausgegeben
wird und dem Dreieckswellenformsignal ausgibt, das von der zweiten
Dreieckswellenformsignal-erzeugenden Vorrichtung 13bb ausgegeben
wird; eine invertierende Vorrichtung 13fc, an die das zweite
PWM-Grundsignal eingegeben wird; und Verzögerungsvorrichtungen 13fa, 13fb.
Dann dienen die Ausgaben der Verzögerungsvorrichtungen 13fa, 13fb in
der letzten Stufe als Auslöser der Umkehrspannungs-Anlegsignale.
Bemerke, dass zur Einfachheit einer Darstellung in 2 lediglich
die Ansteuersignal-erzeugenden Teile entsprechend der U-Phase und
der X-Phase dargestellt sind, jedoch wird in anderen V- und Y-Phasen
und W- und Z-Phasen die gleiche Konfiguration bereitgestellt, lediglich
außer dass sich die Ausgabephase der Referenzsignal-erzeugenden Vorrichtung 13a unterscheidet.
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Die
invertierenden Vorrichtungen 13ec, 13fc umfassen
eine Invertierschaltung zum jeweiligen Invertieren jedes eingegebenen
PWM-Grundsignals. Die Verzögerungsvorrichtungen 13ea, 13eb sind Schaltungen,
die beim Ansteuern der Hauptschaltungs-Schaltelemente lediglich
eine AN-Zeitsteuerung des eingegebenen PWM-Grundsignals um eine vorbestimmte
Zeit (Totzeit) verzögern, um einen Kurzschluss zu vermeiden,
der von einem Schaltsignal verursacht werden könnte (hiernach
bezeichnet als ein „AN-Signal"), das an beide eines Paares
von oberen und unteren Schaltelementen angelegt wird, um die beiden
Elemente gleichzeitig einzuschalten. Die vorbestimmte Zeit (Totzeit)
ist vorzugsweise so kurz wie möglich aus dem Gesichtspunkt
der Effizienz innerhalb des Bereiches, der in der Lage ist, den Kurzschluss
zu verhindern (z. B. ungefähr 2 bis 3 μs). Insbesondere
verzögert die Verzögerungsvorrichtung 13e den
Beginn des AN-Signals, jedoch wird sogar in diesem Fall eine Priorität
einem Schaltsignal gegeben (hiernach bezeichnet als ein „AUS-Signal"), das
das Hauptschaltungs-Schaltelement ausschaltet. Das heißt,
falls das Eingangssignal sich von AN zu AUS geändert hat,
während das eingegebene AN-Signal verzögert wird,
wird die Priorität an AUS gegeben und daher wird die Ausgabe
des AN-Signals maskiert und daher wird der Ausgang der Verzögerungsvorrichtung 13e AUS
gehalten. Aus diesem Grund tritt, wie im Stand der Technik beschrieben, eine
Bedingung auf, bei der das Hauptschaltungs-Schaltelement nicht eingeschaltet
wird, trotz dass sich das PWM-Grundsignal in dem AN-Zustand befindet.
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Die
Verzögerungsvorrichtungen 13fa, 13fb sind
diejenigen zum Ausgeben von Schaltsignalen von den Ausgangsanschlüssen
uB, xB (yD, vD, zF, wF), die die Umkehrspannungs-Anlegschaltelemente über
die später beschriebene Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung
ansteuern, wodurch eine Umkehrspannung an die parasitäre
Diode über den Umkehrspannungs-Anlegschaltkreis 7 angelegt
wird. Die Verzögerungsvorrichtungen 13fa, 13fb umfassen die
gleiche Verzögerungsschaltung wie jene der Verzögerungsvorrichtungen 13ea, 13eb.
In der ersten Ausführungsform wird die Verzögerungszeit
für alle Verzögerungsvorrichtungen eingestellt.
Die Referenzsignal-erzeugende Vorrichtung 13a und die erste Dreieckswellenformsignal-erzeugende
Vorrichtung 13ba erzeugen das Referenzsignal bzw. das erste Dreieckswellenformsignal,
das als die Basis des ersten PWM-Grundsignals dient. In der ersten
Ausführungsform werden diese Referenzsignal-erzeugende Vorrichtung 13a und
erste Dreieckswellenformsignal-erzeugende Vorrichtung 13ba innerhalb
des Mikrocomputers 13 bereitgestellt, jedoch können
diese außerhalb des Mikrocomputers 13 bereitgestellt
sein.
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Die
erste PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung 13c erzeugt
das erste PWM-Grundsignal, das als die Basis des Schaltsignals dient,
das an das Hauptschaltungs-Schaltelement angelegt wird, basierend
auf dem Vergleich in einer Höhe zwischen dem Referenzsignal
und dem Dreieckswellenformsignal. Das heißt, wie in der
oben beschriebenen 13 gezeigt, dass das PWM-Grundsignal
erzeugt wird, um den AN- oder AUS-Betrieb auf der Basis eines Ergebnisses
des Vergleichs in einer Höhe zwischen dem Referenzsignal
und dem Dreieckswellenformsignal durchzuführen.
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Die
zweite PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung 13b weist
grundsätzlich die gleiche Funktion wie jene der ersten
PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13b auf und erzeugt
das zweite PWM-Grundsignal aus dem Referenzsignal und dem zweiten
Dreieckswellenformsignal. Das zweite PWM-Grundsignal wird an die
Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 14 über
die oben beschriebenen Verzögerungsvorrichtungen 13fa, 13fb, die
invertierende Vorrichtung 13fc und die Ausgangsanschlüsse
uB, xB angelegt und spielt eine Rolle als das Auslösersignal
des später beschriebenen Umkehrspannungs-Anlegsignals.
In der ersten Ausführungsform wird ein kleiner Wert von
weniger als 180 Grad für den Phasenunterschied zwischen
dem ersten Dreieckswellenformsignal und dem zweiten Dreieckswellenformsignal
eingestellt und in diesem Fall dient eine nichtinvertierende Ausgabe,
die über die Verzögerungsvorrichtung 13fa von
der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13b ausgegeben
wird, als der Auslöser des Umkehrspannungs-Anlegsignals
zum Ansteuern des Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes 11x der
Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7x entsprechend dem Hauptschaltungs-Schaltelement 5x,
an das ein Schaltsignal, das invertiert und von der ersten PWM-Grundsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13c ausgegeben wird, zugeführt wird.
Andererseits dient eine invertierte Ausgabe, die über die
invertierende Vorrichtung 13fc und die Verzögerungsvorrichtung 13fb von
der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13d ausgegeben
wird, als der Auslöser des Umkehrspannungs-Anlegsignals
zum Ansteuern des Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes 11u der
Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7u entsprechend dem Hauptschaltungs-Schaltelement 5u,
an das ein Schaltsignal, das invertiert und von der ersten PWM-Grundsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13c ausgegeben wird, zugeführt wird.
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Bemerke,
dass falls der Phasenunterschied zwischen dem ersten Dreieckswellenformsignal
und dem zweiten Dreieckswellenformsignal auf nicht weniger als 180
Grad (und weniger als 360 Grad) eingestellt wird, die nichtinvertierende
Ausgabe von der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13d als
das Umkehrspannungs-Anlegsignal zum Ansteuern des Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes 11u entsprechend
dem Hauptschalt-Schaltelement 5u dienen kann und im Gegensatz
kann die invertierte Ausgabe von der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13d als der Auslöser des Umkehrspannungs-Anlegsignals
des Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes 11x entsprechend dem
Hauptschaltungs-Schaltelement 5x dienen.
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Hier
zeigt ein Zeitdiagramm, das in 3 gezeigt
ist, die Ausgabesignale (AN und AUS) jedes Teils für ein
Paar an Hauptschaltungs-Schaltelementen, z. B. 5u, 5x,
und dieses Zeitdiagramm ist grob in dem oberen, mittleren und unteren
Teil durch zwei horizontale, gepunktete Linien unterteilt. Bemerke, dass
in diesem Zeitdiagramm die Signale niedrig aktiv sind, d. h. ein
Hochpegel stellt AUS dar und ein Niederpegel stellt AN dar. Dies
ist, da die Schaltungen der Ansteuervorrichtung 16 und
der Gate-ansteuernden Vorrichtung 15 in der letzten Stufe
als niedrig aktiv konfiguriert sind, jedoch können die Schaltungen
leicht als hoch aktiv durch invertieren aller dieser Schaltungen
konfiguriert werden.
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Oben
in 3 sind die jeweiligen Wellenformen des Grundsignals
dargestellt, das in der Referenzsignal-erzeugenden Vorrichtung 13a erzeugt wird
und das Referenzsignal und erste Dreieckswellenformsignal c1 und
das zweite Dreieckswellenformsignal c2, das in der ersten Dreieckswellenformsignal-erzeugenden
Vorrichtung 13ba erzeugt wird und eine zweite Dreieckswellenformsignalwellenform 13bb.
Das erste Dreieckswellenformsignal c1 unterscheidet sich von dem
zweiten Dreieckswellenformsignal c2 lediglich in Phase darin, dass
das zweite Dreieckswellenformsignal c2 dem ersten Dreieckswellenformsignal
c1 um t1 vorauseilt (z. B. 1 μs).
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Als
nächstes stellt der Mittelteil aus 3 Signale
dar, die basierend auf dem ersten PWM-Grundsignal erzeugt werden.
Hier wird aus einem Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen ein Hauptschaltungs-Schaltelement
mit der (parasitären) Diode, an die eine Umkehrspannung
angelegt wird, als ein „eigenes Element" bezeichnet und
das andere der Hauptschaltungs-Schaltelemente das mit dem eigenen
Element gepaart ist, wird als „komplementäres Element"
bezeichnet und die Beschreibung wird unter Verwendung dieser Begriffe
durchgeführt. Bemerke, dass, falls beide des Paares von
Hauptschaltungs-Schaltelementen aus FETs gebildet sind, die Beziehung
zwischen dem eigenen Element und dem komplementären Element
eine relative ist.
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Ein
Ursprungssignal α1 des ersten PWM-Grundsignals wird zu
AN (niedrig), wenn das erste Dreieckswellenformsignal größer
als das Referenzsignal ist (siehe den Zeitpunkt A aus 3).
Auf der Basis des Ursprungssignals α1 wird ein Schaltsignal α1'
erzeugt, während es um t2 (Totzeit, z. B. 3 μs)
in der Verzögerungsvorrichtung 13ea verzögert wird
und dann zu dem eigenen Element zugeführt. Andererseits
wird zu dem komplementären Element ein Schaltsignal α2'
zugeführt, das durch Verzögern eines Signals α2
um t2 in der Verzögerungsvorrichtung 13eb erhalten
wird, wobei das Signal α2 durch invertieren des Ursprungssignals α1
durch die invertierende Vorrichtung 13ec erhalten wird.
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Der
untere Teil aus 3 stellt Signale dar, die basierend
auf dem zweiten PWM-Grundsignal erzeugt werden. Da die Phase des
zweiten PWM-Grundsignals um t1 verglichen mit dem ersten PWM-Grundsignal
vorauseilt, wird ein Ursprungssignal β1 des zweiten PWM-Grundsignals
um t1 früher AN als das Ursprungssignal α1 des
ersten PWM-Grundsignals.
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Ein
Inversionssignal β2 dieses Ursprungssignals wird um t2
in der Verzögerungsvorrichtung 13fb verzögert,
um als das Inversionssignal β2' zu dienen und wird dann
zu der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 14 zugeführt,
bei der ein Signal (Umkehrspannungs-Anlegsignal) β2'' mit
einer vorbestimmten AN-Zeitbreite tc erzeugt wird, das an das Umkehrspannungs-Anlegschaltelement 11 des eigenen
Elementes angelegt wird. Andererseits wird ein Signal β1',
das durch verzögern des Ursprungssignals β1 von
der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13b um
t2 in der Verzögerungsvorrichtung 13fa erzeugt
wird, in das Umkehrspannungs-Anlegsignal β1'' mit der vorbestimmten AN-Zeitbreite
tc in der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 14 umgewandelt
und dieses Signal wird zu dem Umkehrspannungs-Anlegschaltelement 11 des
komplementären Elementes über die Ansteuerschaltung 15X zugeführt.
Bemerke, dass, da die β1''-Signalerzeugung in der Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtung 14 in einer extrem kurzen Zeit verglichen mit
der Verzögerungszeit in der Verzögerungsvorrichtung 13e beendet
wird, die Verzögerungszeit in diesem Teil vernachlässigbar
ist.
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Die
ersten und zweiten PWM-Grundsignale, die in der ersten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13c und
der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung 13d erzeugt
werden, werden unter der gleichen Frequenz und dem gleichen Steuerwert
erzeugt. Da jedoch das zweite PWM-Grundsignal das zweite Dreieckswellenformsignal
verwendet, dessen Phase um t1 in Bezug auf das erste Dreieckswellenformsignal
zum Erzeugen des ersten PWM-Grundsignals vorauseilt, weisen das
zweite PWM-Grundsignal und unterschiedliche Arten von Signalen,
die auf diesem basieren, eine Phasen-(Zeit)-Vorauseilung um t1 in
Bezug auf das erste PWM-Grundsignal bzw. die unterschiedlichen Arten
von Signalen auf, die auf diesem basieren.
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Als
ein Ergebnis wird die AN-Zeitsteuerung des Umkehrspannungs-Anlegsignals
des eigenen Elementes um t1 früher als die invertierte
Ausgabe des ersten PWM-Grundsignals ausgegeben und eilt weiter um
t1 in Bezug auf eine Zeitsteuerung voraus, bei der das komplementäre
Element verzögert um t2 eingeschaltet wird, wie in 3 dargestellt.
Demgemäß ist es möglich, die Umkehrspannung
an die Diode des eigenen Elementes anlegen, bevor das komplementäre
Element eingeschaltet wird. Hier ist die AN-Zeitbreite tc des Umkehrspannungs-Anlegsignals
größer als t1 eingestellt, so dass der AN-Zeitraum
des Umkehrspannungs-Anlegsignals des eigenen Elementes um t1 früher
als die AN-Zeitsteuerung des komplementären Elementes beginnen
kann und später um tb (= tc·t1) als die AN-Zeitsteuerung
des komplementären Elementes enden kann. Als ein Ergebnis
kann, während dem kurzen Zeitraum (tb) nachdem das komplementäre
Element eingeschaltet wird, eine Zeit für die Umkehrspannung,
die an die Diode angelegt werden soll, die antiparallel mit dem eigenen
Element verbunden ist, sichergestellt werden und daher ist es möglich,
sicher den Umkehrstrom dieser Diode zu unterdrücken. Falls
zum Beispiel t1 = 1 μsec und tc = 2 μsec, kann
1 μsec als tb sichergestellt werden.
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Wie
oben bei der Verwendung von zwei PWM-Grundsignalen mit unterschiedlichen
Phasen beschrieben, wird ein Schaltsignal des Hauptschaltungs-Schaltelementes
einschließlich eines MOSFETs mit einer parasitären
Diode, an das eine Umkehrspannung angelegt wird, aus einem der PWM-Grundsignale erzeugt
und ein Umkehrspannungs-Anlegsignal zum Anlegen einer Umkehrspannung
an diese parasitäre Diode wird aus dem anderen PWM-Grundsignal
mit einer vorauseilenden Phase erzeugt. Dadurch ist es möglich,
einen Umrichter zu erhalten, der, wenn die Pulsweite des PWM-Grundsignals
an der Seite des eigenen Elementes kleiner als die Totzeit wird,
das Auftreten eines derartigen Zustandes vermeiden kann, dass der Umkehrspannungs-Anlegschaltkreis
nicht arbeitet, während ein Umkehrstrom in die parasitäre
Diode fließen kann und daher zu unterdrücken,
dass ein Umkehrstrom in die parasitäre Diode fließt,
wenn erforderlich, wodurch eine Verringerung in einem Leistungsverbrauch
oder Rauschen erzielt wird. Wenn darüber hinaus im Gegensatz
die Pulsweite des PWM-Grundsignals auf der Seite des komplementären
Elementes kleiner als die Totzeit wird, kann ein verschwenderischer
Leistungsverbrauch durch Verhindern des Auftretens eines derartigen
Zustandes unterdrückt werden, dass die Umkehrspannungs-Anlegschaltung
unnötigerweise arbeitet.
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Bemerke,
dass in der oben beschriebenen Ausführungsform alle Verzögerungszeiten
der Verzögerungsvorrichtung 13e auf die gleiche
eingestellt werden; jedoch kann die Verzögerungszeit jeder
Verzögerungsvorrichtung 13e innerhalb eines bestimmten
Bereiches modifiziert werden. In diesem Fall kann die AN-Zeitsteuerung
des Umkehrspannungs-Anlegsignals unter Verwendung sowohl eines Phasenunterschiedes
in den beiden PWM-Grundsignalen als auch zusätzlich eines
Unterschiedes zwischen den Verzögerungszeiten in den Verzögerungsvorrichtungen
eingestellt werden. Falls jedoch die Verzögerungszeiten
eingestellt werden, so dass diese sich voneinander unterscheiden,
arbeitet, sogar wenn das AN-Signal in Bezug auf das eigene Element
maskiert worden ist, die Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 des
komplementären Elementes, um eine verschwenderische Umkehrspannung
anzulegen oder die Umkehrspannungs-Anlegbetrieb kann in Abhängigkeit
der Zeitsteuerung nicht ausgeführt werden. Während
darüber hinaus das eigene Element AN ist, arbeitet die
Umkehrspannungs- Anlegschaltung 7 von diesem. Es ist daher
vorzuziehen, dass die Verzögerungszeiten von zumindest
einem Satz der folgenden zwei Verzögerungsvorrichtungen
auf die gleiche eingestellt werden: eine der Verzögerungsvorrichtungen entsprechend
jedem Hauptschaltungs-Schaltelement 5 und die andere der
Verzögerungsvorrichtungen entsprechend der Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 dieses
Elementes (z. B. 13ea und 13fb oder 13eb und 13fa).
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Bemerke,
dass in den vergangenen Jahren ein Mikrocomputer mit zwei Sätzen
von Dreiphasen-PWM-Ausgaben, die in der Lage sind, gleichzeitig
zwei Invertervorrichtungen zu betreiben, d. h. eine Invertervorrichtung
zum Antreiben eines Kompressormotors und eine Invertervorrichtung
zum Antreiben eines Gebläsemotors in einer Klimaanlage,
entwickelt worden ist und falls daher ein derartiger Mikrocomputer
verwendet wird, diese Ausführungsform extrem leicht konfiguriert
werden kann.
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(Zweite Ausführungsform)
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Als
nächstes wird eine zweite Ausführungsform in der
Erfindung beschrieben.
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Bemerke,
dass in der zweiten Ausführungsform der gleichen Komponente
wie der Komponente, die in der ersten Ausführungsform beschrieben
wird, das gleiche Bezugszeichen gegeben wird und dass die Beschreibung
der gleichen Komponente ausgelassen wird, da dies eine Verdoppelung
erfordert.
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Die
zweite Ausführungsform unterscheidet sich in einer Konfiguration
von der ersten Ausführungsform darin, dass eine Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 bereitgestellt
ist, die die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 14 der ersten
Ausführungsform umfasst und dass eine Schaltvorrichtung 13h in
dem Mikrocomputer in 2 bereitgestellt ist, die in
der Lage ist, die Ausgabe/Nicht- Ausgabe eines Umkehrspannungs-Anlegsignals
zu schalten. Die Schaltvorrichtung 13h gibt „H" aus,
wenn das Umkehrspannungs-Anlegsignal zugelassen ist und gibt „L"
aus, wenn das gleiche nicht zugelassen ist.
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Wie
in 4 gezeigt, ist in dem Umrichter 1, der
die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft,
die Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 zwischen
der Inverterschaltung 3 und dem Mikrocomputer 13 verbunden.
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Wie
durch die gestrichelte Linie aus 5 gezeigt,
wird in dem Mikrocomputer 13 die Schaltvorrichtung 13h bereitgestellt,
die ein Löschsignal Cm zum Anhalten der Erzeugung des Umkehrspannungs-Anlegsignals β''
erzeugt. Es kann nämlich geschaltet werden, ob das Umkehrspannungs-Anlegsignal β''
ausgegeben wird oder nicht. Da die PWM-Grundsignal-erzeugende Vorrichtung
in einem Mikrocomputer typischerweise durch Logikschaltungen gebildet
wird, die in diesem bereitgestellt sind, kann die PWM-Grundsignal-erzeugende
Vorrichtung alle Ausgaben von sechs Phasen ein- oder ausschalten,
jedoch kann diese weder veranlassen, dass ein PWM-Grundsignal entsprechend
einem spezifischen Hauptschaltungs-Schaltelement nicht ausgegeben werden
soll, noch veranlassen, dass ein spezifisches Umkehrspannungs-Anlegsignal
nicht betrieben werden soll. Dann wird in der zweiten Ausführungsform die
Schaltvorrichtung 13h innerhalb des Mikrocomputers 13 bereitgestellt,
um die externe Ausgabe zum Schalten der Ausgabe/Nicht-Ausgabe des
einzelnen Umkehrspannungs-Anlegsignals β'' basierend auf
einem Steuerprogramm in dem Mikrocomputer 13 zu erlauben.
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6 zeigt
die Schaltungskonfiguration innerhalb der Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20.
Bemerke, dass zur Einfachheit einer Darstellung lediglich Teile,
die sich auf ein einzelnes Hauptschaltungs-Schaltelement 5U beziehen und
die Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7U entsprechend diesem
Schaltelement in 6 extrahiert und dargestellt
sind. Tatsächlich ist diese Schaltung für jedes
der Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u bis 5z bereitgestellt,
so dass insgesamt sechs Schaltungen für den Dreiphasen-Inverter
benötigt werden.
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Innerhalb
der Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 sind
eine Verriegelungsschaltung 20a, eine Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 20b und
eine UND-Schaltung 20c bereitgestellt, die das Löschsignal
Cm von der Schaltvorrichtung 13h und ein Signal von der
Verriegelungsschaltung 20a empfängt und eine UND-Ausgabe
der beiden Signale zu der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 20b zuführt.
Bemerke, dass in dieser Ansicht die Schaltungen grundsätzlich
als aktiv niedrig konfiguriert sind.
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Ein
Schaltsignal (hier zur Einfachheit als ein „uA-Signal"
bezeichnet und entsprechend zu α1' in 3 und 5),
das über den Ausgabeanschluss uA an das U-Phasen-Hauptschaltungs-Schaltelement 5u ausgegeben
wird, wird in die Verriegelungsschaltung 20a eingegeben.
Diese Verriegelungsschaltung 20a ist eine so genannte D-Verriegelungsschaltung,
bei der das uA-Signal in einen CLK-Anschluss eingegeben wird und
der gleiche Wert wie der Wert eines Eingabeanschlusses D an einen Q-Anschluss
bereitgestellt wird, wenn das uA-Signal „L" (AN) ist. Andererseits
wird ein Umkehrspannungs-Anlegsignal (hier zur Einfachheit als ein „uB-Signal"
bezeichnet), das von dem Ausgabeanschluss uB von dem Mikrocomputer 13 ausgegeben wird,
an die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 20b angelegt,
die als die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung dient. Die Einzelschusspuls-erzeugende
Vorrichtung 20b gibt, falls es eine „L"-Eingabe
des Umkehrspannungs-Anlegsignals uB gibt, von diesem Zeitpunkt an
ein „L"-Signal von einer Q-Balken-Ausgabe für
einen Zeitraum aus, der von einer CR-Zeitkonstante eines Widerstandes
und eines Kondensators bestimmt wird, der mit einem nicht dargestellten
externen Anschluss verbunden ist. Diese Q-Balken-Ausgabe dient als
das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'' zum Steuern des Betriebes des
Umkehrspannungs-Anlegschaltelementes 11u. Darüber
hinaus werden das Löschsignal Cm und die Q-Ausgabe der
Verriegelungsschaltung 20a in einen Löschanschluss
(CLR) der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 20b über
die UND-Schaltung 20c eingegeben. Wenn „L" in
diesen Löschanschluss eingegeben wird, gelangt die Einzelschusspuls-erzeugende
Vorrichtung 20b in einen gelöschten Zustand, d.
h. die Ausgabe wird zu „H". Falls demgemäß „L"
in einen der Eingänge der UND-Schaltung 20c eingegeben
wird, wird das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'', das der
Q-Balken-Anschluss der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 20b ausgibt,
immer „H" und daher wird der Umkehrspannungs-Anlegbetrieb
nicht ausgeführt.
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Hier
ist das Löschsignal Cm gewöhnlicher Weise auf
eine „H(Erlaubnis)"-Ausgabe eingestellt und daher gibt,
während die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 20b den
normalen Betrieb durchführt, um das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'' von „L"
von Q-Balken für einen vorbestimmten Zeitraum auszugeben,
falls sich das Schaltsignal uA zum Ansteuern des eigenen Elementes 5u zu „AN"
geändert hat (von "H" zu „L"), die Verriegelungsschaltung 20a von
dem Q-Anschluss eine „L"-Ausgabe des Umkehrspannungs-Anlegsignals β2''
aus, die von dem Q-Balken-Anschluss der Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtung 20b ausgegeben wird und in den D-Anschluss
eingegeben wird. Demgemäß ändert sich
in der UND-Schaltung 20c die Ausgabe von dieser von dem
vorherigen „H" zu „L" und die Einzelschusspuls-erzeugende
Vorrichtung 20b wird zurückgesetzt und dann wird
das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'' des Q-Balken-Anschlusses auf „H"
gesetzt und daher wird der Umkehrspannungs-Anlegbetrieb angehalten.
Da die Ausgabe des Q-Balken-Anschlusses in den D-Anschluss der Verriegelungsschaltung 20a eingegeben
wird, kehrt dann der Q-Anschluss der Verriegelungsschaltung 20a von „L"
zu „H" zurück und der Löschzustand der Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtung 20b wird abgebrochen. Jedoch wird die „H"-Ausgabe
aufrechterhalten, bis erneut das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'' „L"
wird.
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Da
die Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 demgemäß bereitgestellt
wird, ist es möglich den folgenden Zustand nicht zu verursachen:
ein verschwenderischer Strom fließt, wenn eine Zeitsteuerung,
bei der das Schaltsignal uA zum Ansteuern des eigenen Elementes 5u früher
von AUS zu AN wird als eine Zeitsteuerung, bei der das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2''
entsprechend diesem Element zu AUS wird, nämlich wenn der AN-Zeitraum
eines Umkehrspannungs-Anlegsignals, der von der Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtung 20b eingestellt wird, zu lang ist und daher
der Umkehrspannungs-Anlegbetrieb nicht ausgeschaltet wird, selbst
falls das eigene Element AN wird.
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Ein
Zeitdiagramm, das in 7 dargestellt ist, zeigt von
Oben an das Schaltsignal uA zum Ansteuern des Hauptschaltungs-Schaltelementes 5u, das
Umkehrspannungs-Anlegsignal β2', das nicht von der Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 korrigiert
worden ist, das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2', das von
dem Mikrocomputer 13 ausgegeben wird bzw. das Umkehrspannungs-Anlegsignal β2'',
das von der Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 korrigiert worden
ist. Bemerke, dass dieses Zeitdiagramm ebenso in der aktiv-niedrig-Bedingung
dargestellt ist.
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In
dieser Weise wird eine Zeitsteuerung, bei der das Signal zum Ansteuern
des Hauptschaltungs-Schaltelementes mit einer parasitären
Diode eingeschaltet wird, an die eine Umkehrspannung angelegt wird,
als ein Auslöser verwendet, um das Signal zum Anlegen einer
Umkehrspannung an die parasitäre Diode auszuschalten, wobei
das letztere Signal von der Umkehrspannungs-Anlegschaltung erzeugt
wird. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Umkehrspannungs-Anlegschaltung
es fortsetzt zu arbeiten, trotz dass das Ansteuersignal des Hauptschaltungs-Schaltelementes
an ist, wodurch ein verschwenderischer Stromfluss verhindert wird. Bemerke,
dass, obwohl in der zweiten Ausführungsform auf der Basis
des AN-Signals des Schaltsignals des eigenen Elementes der Betrieb
der Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 dieses Elements ausgeschaltet
ist, der gleiche Effekt erhalten werden kann, selbst falls der Betrieb
der Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 des eigenen Elementes
bei der AUS-Zeitsteuerung des Schaltsignals des komplementären
Elementes ausgeschaltet ist, wobei die AUS-Zeitsteuerung um eine
Verzögerungszeit früher als das AN-Signal des
Schaltsignals des eigenen Elementes auftritt.
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Wenn
darüber hinaus der Umkehrspannungs-Anlegbetrieb auf den
Nicht-Ausgabe-(Sperr)-Betrieb durch Setzen des Löschsignals Cm
auf „L" gesetzt ist, wird die Ausgabe der UND-Schaltung 20c immer
zu „L", ungeachtet der Zustände des Schaltsignals
uA und des Umkehrspannungs-Anlegsignals uB (β2'). Demgemäß wird der
Q-Balken-Anschluss der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 20b immer „H",
so dass der Betrieb der Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 verhindert
(gestoppt) werden kann. Bemerke, dass dieser Sperrbetrieb für
jede einzelne Umkehrspannungs-Anlegschaltung 7 eingestellt
werden kann.
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(Dritte Ausführungsform)
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Als
nächstes wird eine dritte Ausführungsform in der
vorliegenden Erfindung beschrieben. In der untenstehenden Beschreibung
wird der gleichen Komponente wie der Komponente, die in der ersten oder
zweiten Ausführungsform beschrieben ist, das gleiche Bezugszeichen
gegeben und die Beschreibung der gleichen Komponente wird ausgelassen.
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In
der dritten Ausführungsform ist, wie in 8 gezeigt,
die Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 14, die in
der ersten Ausführungsform an der Inverterschaltungsseite bereitgestellt
ist, innerhalb eines Mikrocomputers 43 eingeschlossen.
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Wie
in 9 gezeigt, schließt der Mikrocomputer 43 ein:
eine erste PWM-Signal-erzeugende Vorrichtung 43c einschließlich
der ersten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung und der Verzögerungsvorrichtung
und invertierenden Vorrichtung, die in der ersten Ausführungsform
danach verbunden ist; eine zweite PWM-Signal-erzeugende Vorrichtung 43d einschließlich
der zweiten PWM-Grundsignal-erzeugenden Vorrichtung und der Verzögerungsvorrichtung
und der invertierenden Vorrichtung, die in der ersten Ausführungsform
danach verbunden ist; und eine Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung
zum Ausgeben von Umkehrspannungs-Anlegsignalen. Bemerke, dass in
den Blockdiagrammen aus 9 bis 11, die
den Mikrocomputer zeigen, die Referenzsignal-erzeugende Vorrichtung 13a,
die erste Dreieckswellenformsignal-erzeugende Vorrichtung 13ba und
die zweite Dreieckswellenformsignal-erzeugende Vorrichtung 13bb ausgelassen
sind.
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In
der ersten PWM-Signal-erzeugenden Vorrichtung 43c werden
Schaltsignale α1' bis α6' der jeweiligen Hauptschaltungs-Schaltelemente
der U-Phase bis Z-Phase von einem Ausgangsport ausgegeben, der für
jeweils jede Phase der U-Phase bis Z-Phase bereitgestellt ist.
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In
der zweiten PWM-Signal-erzeugenden Vorrichtung 43d werden
die erzeugten, zweiten PWM-Signale β1' bis β6'
jeweils in einen Auslösereingang der entsprechenden Phase
der Einzelschusspuls-erzeugenden Vorrichtung 43e eingegeben.
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Die
Einzelschusspuls-erzeugende Vorrichtung 43e ist funktional
diejenige, die durch Anordnen von sechs Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtungen 14 hergestellt wird, die in der ersten Ausführungsform
beschrieben sind und weist sechs Auslösereingänge
bzw. Ausgänge auf. Der Auslösereingang empfängt
die zweiten PWM-Signale β1' bis β6' von der zweiten
PWM-Signal-erzeugenden Vorrichtung 43d und gibt mit diesen
zweiten PWM-Signalen als den Auslösersignalen Umkehrspannungs-Anlegsignale β1''
bis β6'' mit einer Pulsweite einer vorbestimmten Zeit aus
dem Ausgangsport aus.
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In
dieser Weise ist es durch Bereitstellen der Einzelschusspuls-erzeugenden
Vorrichtung innerhalb des Mikrocomputers 43 möglich,
die externe Schaltung unnötig zu machen und die Schaltungen zu
verringern, die an der Inverterschaltungs-3-Seite bereitgestellt
werden, wie in 8 gezeigt. Darüber hinaus
weisen einige der kommerziell verfügbaren Mikrocomputer
einen Ausgangsanschluss für einen Einzelschusspuls auf
und in derartigen Mikrocomputern wird, um einen externen Auslöser
als das Signal zu verwenden, das als die Basis zum Ausgeben eines
Einschusspulses dient, ein Eingangsanschluss für den externen
Auslöser bereitgestellt. Gemäß der dritten
Ausführungsform gibt es keine Notwendigkeit, einen derartigen
Eingangsanschluss bereitzustellen und ebenso können externe
Verdrahtungen ausgelassen werden und der Mikrocomputer ist kompakt hergestellt
und weitere Schaltungen und Ähnliches, die in der Peripherie
des Mikrocomputers hinzugefügt sind, können verringert
werden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Als
nächstes wird eine vierte Ausführungsform in der
vorliegenden Erfindung beschrieben. In dieser Ausführungsform
wird der gleichen Komponente wie der Komponente, die in den ersten
bis dritten Ausführungsformen beschrieben ist, das gleiche Bezugszeichen
gegeben und die Beschreibung der gleichen Komponente wird ausgelassen,
da dies eine Verdoppelung erfordert.
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In
der vierten Ausführungsform ist, wie in 10 gezeigt,
die Umkehrspannungs-Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20,
die in der zweiten Ausführungsform unabhängig
bereitgestellt ist, innerhalb des Mikrocomputers eingeschlossen.
Bemerke, dass die Hardware-Blockkonfiguration in diesem Fall die gleiche
wie jene aus 8 ist, die die dritte Ausführungsform
darstellt.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Als
nächstes wird eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bemerke, dass in der fünften
Ausführungsform der gleichen Komponente wie der Komponente,
die in den ersten bis vierten Ausführungsformen beschrieben ist,
das gleiche Bezugszeichen gegeben wird und die Beschreibung der
gleichen Komponente ausgelassen wird, da dieses eine Verdoppelung
erfordert.
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In
der fünften Ausführungsform ist, wie in 8 gezeigt,
ein Stromsensor 50 bereitgestellt, der einen Strom, der
in ein Schaltelement fließt, durch Messen einer Spannung
zwischen beiden Enden eines Widerstands detektiert, der in Serie
mit dem Hauptschaltungs-Schaltelement der Inverterschaltung 3 verbunden
ist, um einen Strom zu messen, wodurch eine Abnormalitätsdiagnose
des Hauptschaltungs-Schaltelementes und der Umkehrspannungs-Anlegschaltung
durchgeführt wird.
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Wie
in 11 gezeigt, sind eine Strom-detektierende Vorrichtung 13f,
eine Diagnosevorrichtung 13g und eine Bestimmungs- und
Steuervorrichtung 13i neu innerhalb des Mikrocomputers 43 bereitgestellt.
Die Strom-detektierende Vorrichtung 13f ist mit dem Stromsensor 15 verbunden
und das Detektionsergebnis eines Stromes wird an die Diagnosevorrichtung 13g gesendet,
wo es diagnostiziert wird, ob der Strom, der von der Strom-detektierenden
Vorrichtung 13f detektiert wird, ein Überstrom
ist. Diese Diagnosevorrichtung 13g ist weiter mit der Bestimmungs-
und Steuervorrichtung 13i verbunden und überträgt
das Diagnoseergebnis an diese. Die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i schreitet
mit einem Diagnosefluss voran, um weiter jeden Teil der Inverterschaltung 3 basierend
auf dem Diagnoseergebnis von der Diagnosevorrichtung 13g zu
diagnostizieren. Aus diesem Grund führt gemäß einem Diagnosefluss
die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i eine Steuerung
durch, um die jeweiligen Signalausgaben zu der ersten PWM-erzeugenden
Vorrichtung 43c und Schaltvorrichtung 13h zuzulassen oder
nicht zuzulassen. Bemerke, dass hier die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c ein
PWM-Signal unabhängig und frei für jedes Element
ausgeben kann, wobei das PWM-Signal an jedes Hauptschaltungs-Schaltelement
für die Betriebsüberprüfung des Inverters
zugeführt wird. Darüber hinaus kann die zweite
PWM-Signal-erzeugende Vorrichtung 43d ein Umkehrspannungs-Anlegsignal
entsprechend dem PWM-Signal ausgeben, das die oben beschriebene erste
PWM-erzeugende Vorrichtung 43c ausgibt. Darüber
hinaus kann, wie oben beschrieben, für die Ausgabe des
Umkehrspannungs-Anlegsignals der zweiten PWM-Signal-erzeugenden
Vorrichtung 43d die Ausgabe/Nicht-Ausgabe von der Ausgabe
einer Schaltvorrichtung 13h geschaltet werden.
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Wie
in 12A gezeigt, wird in dem Diagnosefluss zunächst
bestimmt, ob die Leistungsquelle der Inverterschaltung 3 AN
ist oder nicht (ST1). Falls die Leistungsquelle nicht AN ist (N
in ST1), wird die Diagnose nicht durchgeführt. Dieser Diagnosefluss ist
für die Abnormalitätsdiagnose eines Hauptschaltungs-Schaltelementes
und einer Umkehrspannungs-Anlegschaltung während einem
Starten der Inverterschaltung 3 vorgesehen.
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Falls
die Leistungsquelle AN ist (J in ST1), wird zunächst in
der Schaltvorrichtung 13h die Ausgabe des Umkehrspannungs-Anlegsignals
verhindert (ST2). Bemerke, dass in dem Umrichter, bei dem die Schaltung
der Ausgabe außerhalb des Mikrocomputers durchgeführt
wird, wie in 4 gezeigt, das Signal Cm zum
Verhindern der Ausgabe eines Umkehrspannungs-Anlegsignals von dem
Mikrocomputer an die Umkehrspannungs- Anlegsignalkorrekturvorrichtung 20 übertragen
wird. Durch Durchführen einer derartigen Steuerung kann
eine Abnormalitätsdiagnose eines Hauptschaltungs-Schaltelementes zunächst
durchgeführt werden. Hiernach zeigen die Schritte bis ST23
den Abnormalitätsdiagnosefluss eines Hauptschaltungs-Schaltelementes.
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Zunächst
wird die Abnormalitätsdiagnose der X-Phase, Y-Phase und
Z-Phase durchgeführt, die Unterseitenphasen sind. Die Bestimmungs-
und Steuervorrichtung 13i führt derartige Steuerungen durch,
dass die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c ein PWM-Signal
für einen kurzen Zeitraum an die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u, 5v und 5w der U-Phase,
V-Phase und W-Phase ausgibt, wodurch die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u, 5v und 5w eingeschaltet
werden (ST3). Dann werden Ströme, die in diese Elemente
geflossen sind, mit der Strom-detektierenden Vorrichtung 13f über
den Stromsensor 50 detektiert und dann wird in der Diagnosevorrichtung 13g diagnostiziert,
ob dies ein Überstrom ist oder nicht (ST4). Auf Empfang
dieses Diagnoseergebnisses hin führt die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i Steuerungen
derart durch, dass die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c die Ausgabe
des PWM-Signals an die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u, 5v und 5w ausschaltet (ST5).
Während diesem Zeitraum bleiben die Schaltelemente 5x, 5y und 5z der
Unterseitenphase AUS unter Steuerung. Falls demgemäß ein Überstrom
in der Diagnosevorrichtung 13g detektiert wird, kann eines
der Schaltelemente 5x, 5y oder 5z der
Unterseitenphase spontan eingeschaltet sein oder kann sich in einem
Kurzschlussfehler befinden.
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Die
Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i bestimmt, ob das
Diagnoseergebnis von der Diagnosevorrichtung 13g ein Überstrom
ist oder nicht (ST6) und falls ein Überstrom detektiert
wird (J in ST6), wird es bestimmt, dass das Hauptschaltungs-Schaltelement 5x, 5y oder 5z der
Unterseitenphase höchstwahrscheinlich kurzgeschlossen (zerstört)
ist (ST7) und der Betrieb der Inverterschaltung 3 wird
hiernach verhindert (ST8).
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Falls
das Hauptschaltungs-Schaltelement 5x, 5y oder 5z der
Unterseitenphase nicht kurzgeschlossen ist (N in ST6), wird eine
Abnormalitätsdiagnose der U-Phase, V-Phase und W-Phase
in einer ähnlichen Weise durchgeführt, die die
Oberseitenphasen sind. Das heißt, mit ausgeschalteten Hauptschaltungs-Schaltelementen 5u, 5v und 5w werden die
Hauptschaltungs-Schaltelemente 5x, 5y und 5z für
einen kurzen Zeitraum AN gehalten (ST9) und es wird diagnostiziert
(geprüft), ob ein Strom, der in dieser Zeit geflossen ist,
ein Überstrom ist oder nicht (ST10). Dann wird die erste
PWM-erzeugende Vorrichtung 43c gesteuert, um die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5x, 5y und 5z auszuschalten (ST11)
und dann wird es bestimmt, ob das Diagnoseergebnis von der Diagnosevorrichtung 13g ein Überstrom
ist oder nicht (ST12). Falls ein Überstrom detektiert wird
(J in ST12), wird es bestimmt, dass das Hauptschaltungs-Schaltelement 5u, 5v oder 5w der Oberseitenphase
höchstwahrscheinlich kurzgeschlossen (zerstört)
ist (ST13) und daher wird der Betrieb der Inverterschaltung 3 in
diesem Fall ebenso verhindert (ST8).
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Dann
wird diagnostiziert, ob es eine Kurzschlussabnormalität
zwischen den jeweiligen Phasen der U-Phase bis W-Phase und X-Phase
bis Z-Phase gibt. Zunächst wird eine Kurzschlussabnormalität zwischen
der U-Phase und Y-Phase diagnostiziert. Die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i führt Steuerungen
derart durch, dass die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c ein
vorbestimmtes PWM-Signal an die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u und 5y der
U-Phase und V-Phase für einen kurzen Zeitraum ausgibt,
wodurch die Hauptschaltungs-Schaltelemente 5u und 5y auf
den AN-Zustand gesetzt werden (ST14). Dann diagnostiziert (prüft)
die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i Ströme,
die in diese Elemente geflossen sind, über den Stromsensor 50 (ST15)
und empfängt dieses Diagnoseergebnis. Auf Empfang dieses Diagnoseergebnisses
hin führt die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i derartige
Steuerungen durch, dass die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c die
Ausgabe des PWM-Signals zu den Hauptschaltungs-Schaltelementen 5u und 5y der
U-Phase und Y-Phase ausschaltet (ST16).
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Die
Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i bestimmt, ob das
Diagnoseergebnis von der Diagnosevorrichtung 13g einen Überstrom
anzeigt oder nicht (ST17) und falls ein Überstrom detektiert
wird (J in ST17), wird es bestimmt, dass das Hauptschaltungs-Schaltelement 5u und 5y höchstwahrscheinlich
kurzgeschlossen ist, da ein Strom, der natürlicherweise
durch eine Motorwicklung fließen sollte, geflossen ist,
ohne durch die Motorwicklung hindurchzugehen (ST18) und der Betrieb
der Inverterschaltung 13 wird in diesem Fall ebenso verhindert (ST8).
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Wie
in 12B gezeigt, wird, falls es in der Diagnosevorrichtung 13g diagnostiziert
wird, dass der Detektionsstrom in der Strom detektierenden Vorrichtung 13f kein Überstrom
ist (nicht kurzgeschlossen zwischen den Hauptschaltungs-Schaltelementen 5u und 5y),
da lediglich ein vorbestimmter Niederpegelstrom durch die Motorwicklungen
fließt (N in ST17), eine Kurzschlussabnormalität
zwischen den jeweiligen Phasen der U-Phase bis W-Phase und X-Phase
bis Z-Phase in einer ähnlichen Weise diagnostiziert (ST19),
obwohl die genauen Schritte in dem Flussdiagramm ausgelassen sind.
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Falls
keine Abnormalität in den obigen Prozessen gefunden worden
ist, wird eine Abnormalitätsdiagnose einer Umkehrspannungs-Anlegschaltung
durchgeführt.
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Zunächst
wird ein Signal, um die Ausgabe eines Umkehrspannungs-Anlegsignals
zuzulassen, an die Schaltvorrichtung 13h übertragen
(ST20), was die erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c veranlasst,
das erste PWM-Signal mit dem Tastgrad von 50% der U-Phase für
einen kurzen Zeitraum auszugeben (ST21). In diesem Fall wird zu
der X-Phase ein Signal zugeführt, das durch Invertieren
Ausgabe zu der U-Phase erhalten wird. Zusammen mit der Ansteuerung
der Hauptschaltungs-Schaltelemente dieser U-Phase und X-Phase wird
ebenso jedes Umkehrspannungs-Anlegsignal ausgegeben. Wenn diese
Elemente arbeiten, werden dann Ströme mit der Strom-detektierenden
Vorrichtung 13f über den Stromsensor 50 detektiert
und dann wird in der Diagnosevorrichtung 13g diagnostiziert
(geprüft), ob diese Ströme Überströme
sind oder nicht (ST22). Das heißt, falls die Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung 7 jedes
Elements normal arbeitet, fließt kein großer Umkehrstrom
in die antiparallel verbundene Diode 6 und daher wird in
der Strom-detektierenden Vorrichtung 13f kein Überstrom
detektiert. Falls andererseits die Umkehrspannungs-Anlegvorrichtung 7 defekt
ist, fließt ein großer Umkehrstrom in die antiparallel
verbundene Diode 6 bei der AN-Zeitsteuerung des komplementären
Elementes, was dann in der Strom-detektierenden Vorrichtung 13f detektiert
wird. Auf Beendigung der Überstromprüfung hin
steuert die Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i die
erste PWM-erzeugende Vorrichtung 43c, um die Ausgabe des
ersten PWM-Signals an die U-Phase und X-Phase einmal auszuschalten
(ST23).
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Die
Bestimmungs- und Steuervorrichtung 13i bestimmt, ob das
Diagnoseergebnis von der Diagnosevorrichtung 13g ein Überstrom
ist oder nicht (ST24) und falls ein Überstrom detektiert
worden ist (J in ST24), wird es dann bestimmt, dass es höchstwahrscheinlich
eine Abnormalität in der Umkehrspannungs-Anlegschaltung
der U-Phase und X-Phase gibt (ST25). Demgemäß wird
in diesem Fall, wie in 12A gezeigt,
der Betrieb der Inverterschaltung 3 verhindert (ST8).
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Falls
es bestimmt wird, dass es keine Abnormalität in den Umkehrspannungs-Anlegschaltungen der
U-Phase und X-Phase gibt (N in ST24), wird eine Abnormalitätsdiagnose
der Umkehrspannungs-Anlegschaltung der V-Phase und Y-Phase und W-Phase
und Z-Phase durch die gleichen Schritte wie bei der Abnormalitätsdiagnose
der Umkehrspannungs-Anlegschaltung der U-Phase und der X-Phase durchgeführt
(ST26, die genauen Schritte werden ausgelassen).
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Falls
kein Überstrom in allen der obigen Betriebe detektiert
worden ist, wird es bestimmt, dass es keine Abnormalität
in allen Schaltungen gibt, so dass der Startbetrieb der Inverterschaltung 3 zugelassen wird
(ST27). Nun ist die Abnormalitätsdiagnose der Hauptschaltungs-Schaltelemente
und der Umkehrspannungs-Anlegschaltung während dem Starten
der Inverterschaltung 3 beendet.
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In
dieser Weise wird eine Abnormalitätsdiagnose durch Ausnutzen
einer leichten Steuerung eines Zulassens oder Nicht-Zulassens der
Umkehrspannungs-Anlegsignalausgabe durchgeführt. Demgemäß ist
es möglich, die Hauptschaltungs-Schaltelemente und die
Umkehrspannungs-Anlegschaltung getrennt zu diagnostizieren, um zu
erkennen, welche von diesen eine Abnormalität aufweist.
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Bemerke,
dass in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ein Dreiphasen-Inverter zum Antreiben eines Motors als ein Beispiel
genommen wird, jedoch die vorliegende Erfindung nicht nur für einen
Motor implementiert werden kann, sondern ebenso für jede
induktive Last. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung
ebenso als Einzelphaseninverter implementiert sein.
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Darüber
hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen
Ausführungsformen selbst beschränkt, sondern in
ihrer Implementierungsstufe können die oben beschriebenen
Ausführungsformen durch Modifizieren der Komponenten realisiert
werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Darüber hinaus können unterschiedliche Arten von
Erfindungen durch ein geeignetes Kombinieren einer Vielzahl von Komponenten
getätigt werden, die in den oben beschriebenen Ausführungsformen
offenbart sind. Zum Beispiel können mehrere Komponenten
von allen der Komponenten entfernt werden, die in den Ausführungsformen
gezeigt sind. Darüber hinaus können die Komponenten,
die zu den unterschiedlichen Ausführungsformen gehören,
geeignet kombiniert werden.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Die
vorliegende Erfindung kann in unterschiedlichen Umrichtern verwendet
werden, wie zum Beispiel einem Invertergerät und einem
Umformergerät.
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Zusammenfassung:
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Einen
Umrichter bereitzustellen mit: einem Paar von Hauptschaltungs-Schaltelementen
(5), mit denen Dioden verbunden sind; eine Vorrichtung (13c)
zum Erzeugen eines ersten PWM-Grundsignals zum Ansteuern eines Hauptschaltungs-Schaltelementen;
und eine Umkehrspannungs-Anlegschaltung (7), die ausgelöst
von einem zweiten PWM-Grundsignal betrieben wird, das sich von dem ersten
PWM-Grundsignal lediglich in einer Phase unterscheidet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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